本發(fā)明涉及金屬材料加工，具體為一種銅包鋁合金線及其高速拉絲工藝。
背景技術(shù)：
1、雙金屬銅包鋁線是在鋁芯線外表面同心的包覆銅層，使兩種金屬在界面形成原子間的冶金結(jié)合而形成一個(gè)整體金屬線材，銅包鋁線在保證信號(hào)傳輸質(zhì)量的前提下，同時(shí)兼?zhèn)溷~和鋁兩種金屬的優(yōu)點(diǎn)，且降低了電纜生產(chǎn)成本。將該銅包鋁合金導(dǎo)線用于電纜中，既能保證信號(hào)傳輸質(zhì)量又能節(jié)省稀缺的銅資源，從而降低電纜生產(chǎn)成本和電纜的重量。
2、銅包鋁合金導(dǎo)線，其強(qiáng)度的提高是通過提高芯材鋁合金中鎂含量和增加冷拉變形量來實(shí)現(xiàn)的，在細(xì)度提高的同時(shí)必將會(huì)帶來力學(xué)性能的降低。此外，對(duì)于銅包鋁導(dǎo)線和銅包鋁鎂合金導(dǎo)線來說，由于芯材是低鎂的鋁鎂合金，因此，在高拉伸率的情況下，由于其與表層銅材強(qiáng)度差較大，以至于在拉伸到一定規(guī)格尺寸后再無法拉成直徑為0.08mm以下的微細(xì)線。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種銅包鋁合金線及其高速拉絲工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種銅包鋁合金線，所述銅包鋁合金線是對(duì)鋁合金材料進(jìn)行深冷與球磨處理，銅帶包覆焊接后緊接著高溫與乙醇熏蒸處理，經(jīng)過高速拉絲制得。
3、進(jìn)一步的，一種銅包鋁合金線的制備工藝，包括以下步驟：
4、(1)將鋁與其他納米金屬顆粒按照配比混合，將其在460～480℃固溶，時(shí)間為1～4h，結(jié)束后再經(jīng)過水淬冷卻，然后再升溫至110～130℃進(jìn)行時(shí)效處理，時(shí)間為24h，最后再進(jìn)行12～24h的深冷處理；深冷處理結(jié)束后，維持深冷處理的溫度，對(duì)鋁合金粉進(jìn)行球磨，制得鋁合金粉末；
5、(2)將鋁合金粉末在660～700℃高溫熔化，冷卻后制成鋁合金桿；然后進(jìn)行預(yù)拉伸變形，控制預(yù)拉伸變形斷面收縮率為25～35％，得預(yù)拉伸鋁合金桿；將預(yù)拉伸鋁合金桿與銅片一同用鹽酸進(jìn)行酸洗，再用蒸餾水清洗1次洗去殘留鹽酸，再在80℃的水中清洗浸泡1h，然后在50℃進(jìn)行烘干，時(shí)間為2h；包覆焊接，先對(duì)處理后的預(yù)拉伸鋁合金桿再次進(jìn)行打磨，同時(shí)將銅帶刷毛，徹底清除預(yù)拉伸鋁合金桿與銅帶表面油污和氧化膜的同時(shí)，增加預(yù)拉伸鋁合金桿與銅帶表面的粗糙度，提高預(yù)拉伸鋁合金桿與銅帶的結(jié)合力；然后將銅帶包覆在預(yù)拉伸鋁合金桿外部，采用亞弧包覆焊接機(jī)對(duì)銅包鋁合金桿的搭接處進(jìn)行焊接；
6、(3)將銅包鋁合金桿進(jìn)行高溫處理，先排盡空氣通入氮?dú)?，然后將銅包鋁合金桿在520～580℃處理10～20min，處理結(jié)束后降溫至250～350℃，將通入的氮?dú)馓鎿Q成氮?dú)馀c乙醇的混合氣體，反應(yīng)20～30min，結(jié)束后常溫常壓冷卻至室溫；然后將高溫處理過后的銅包鋁合金桿進(jìn)行粗拉中拉細(xì)拉，粗拉為：在拉絲機(jī)上用130m/min的速度拉拔銅包鋁合金桿至直徑為1mm；中拉為：調(diào)整拉拔速度為800m/min的速度拉拔至直徑為0.2mm，細(xì)拉為：調(diào)整拉拔速度為2500m/min的速度拉拔至直徑0.06mm的銅包鋁合金線；將銅包鋁合金線放置在真空退火爐中進(jìn)行退火，結(jié)束后冷卻至常溫得到成品銅包鋁合金線。
7、進(jìn)一步的，所述步驟(1)中鋁合金的化學(xué)成分質(zhì)量百分比：銅為0.04％～0.06％，鎂為0.2％～0.3％，鐵為0.1％～0.2％，鉻為0.05％～0.1％，銀為0.015％～0.03％，鈦為0.005％～0.015％，鋅為0.15％～0.25％，錳為0.15％～0.20％，余量為鋁。
8、進(jìn)一步的，所述步驟(1)中深冷處理為利用液氮降溫至-190℃。
9、進(jìn)一步的，所述步驟(1)中球磨時(shí)間為1～10min，球料比為10:1，介質(zhì)為鋼球。
10、進(jìn)一步的，所述步驟(2)中預(yù)拉伸鋁合金桿長(zhǎng)高寬為3mm*3mm*10mm。
11、進(jìn)一步的，所述步驟(2)中銅帶的厚度為0.8～1.2mm。
12、進(jìn)一步的，所述步驟(3)中通入氣體的流量為400～600ml/min。
13、進(jìn)一步的，所述步驟(3)中通入的氮?dú)馀c乙醇的體積比為2:1。
14、進(jìn)一步的，所述步驟(3)中真空退火的溫度為300～350℃，退火的時(shí)間為2～3h。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：
16、本發(fā)明對(duì)鋁合金材料進(jìn)行深冷與球磨處理，銅帶包覆焊接后緊接著高溫與乙醇熏蒸處理，經(jīng)過高速拉絲制得，以實(shí)現(xiàn)高力學(xué)性能的效果。
17、首先，深冷處理能夠改善鋁合金材料的性能，處理后形成相對(duì)較小的晶粒和在深冷處理過程形成的隨機(jī)織構(gòu)，晶粒得到細(xì)化導(dǎo)致晶界面積增加，增強(qiáng)了抵抗變形的能力，從而提高了強(qiáng)度；在深冷處理時(shí)配合高能球磨，在球磨過程中，可形成無數(shù)的近程擴(kuò)散反應(yīng)偶，和濺射、離子注入有類似的混合機(jī)制，其他的金屬納米顆粒在金屬鋁的位錯(cuò)、晶界、亞晶界及晶粒表面，在低溫時(shí)強(qiáng)制混合，使得其他納米金屬顆粒從亞固溶轉(zhuǎn)化為真正的固溶，形成相容合金體系，大大地提升了鋁合金的強(qiáng)度與整體穩(wěn)定性，使其在后續(xù)高速拉絲時(shí)成品率更高，制備出的銅包鋁合金線具有優(yōu)異的力學(xué)性能；
18、其次，鋁合金芯線的材料顯徵組織均勻，晶粒微小，與包覆銅層的粘合性好，但在氬弧焊接時(shí)，高溫容易促使銅與鋁形成銅鋁合金，分布于晶間界面，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生；所以本發(fā)明在銅包覆焊接后緊跟著進(jìn)行高溫處理，在特定的溫度中，二次枝晶慢速生長(zhǎng)，枝晶臂間相互融合相對(duì)發(fā)達(dá)，且枝晶間距較小，溶質(zhì)邊界層比較厚，溶質(zhì)成分得到了充分的擴(kuò)散，微觀偏稀相對(duì)較小，從而使得焊接部位更加穩(wěn)定不容易開裂，制得的成品力學(xué)性能更優(yōu)化；同時(shí)高溫處理后降溫過程中，利用乙醇配合惰性氣體對(duì)銅包鋁合金桿進(jìn)行還原，使得焊縫中生成的氧化物與高溫時(shí)的治金反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡被還原，在保證導(dǎo)電性的同時(shí)進(jìn)一步提高了銅包鋁合金線的各項(xiàng)性能。
1.一種銅包鋁合金線，其特征在于，所述銅包鋁合金線是對(duì)鋁合金材料進(jìn)行深冷與球磨處理，銅帶包覆焊接后緊接著高溫與乙醇熏蒸處理，經(jīng)過高速拉絲制得。
2.一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，所述步驟（1）中鋁合金的化學(xué)成分質(zhì)量百分比：銅為0.04%~0.06%，鎂為0.2%～0.3%，鐵為0.1%～0.2%，鉻為0.05%～0.?1%，銀為0.015%～0.03%，鈦為0.005%～0.015%，鋅為0.15%～0.25%，錳為0.15%～0.20%，余量為鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，所述步驟（1）中深冷處理為利用液氮降溫至-190℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，所述步驟（1）中球磨時(shí)間為1~10min，球料比為10:1，介質(zhì)為鋼球。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，所述步驟（2）中預(yù)拉伸鋁合金桿長(zhǎng)高寬為3mm*3mm*10mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，所述步驟（2）中銅帶的厚度為0.8~1.2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，所述步驟（3）中通入氣體的流量為400～600ml/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，所述步驟（3）中通入的氮?dú)馀c乙醇的體積比為2:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種銅包鋁合金線的制備工藝，其特征在于，所述步驟（3）中真空退火的溫度為300～350℃，退火的時(shí)間為2～3h。